(57)【要約】【課題】  遊星歯車機構の要素同士、または要素と周辺部材とを連結・解放する係合制御機構の構成を簡単にすることによって、小型化された変速機を提供する。【解決手段】  第１要素および第２要素および第３要素を備えた遊星歯車機構（ＰＤ，ＰＳ）と、前記遊星歯車機構（ＰＤ，ＰＳ）の第１要素と相対回転可能に配置された周辺部材（５Ａ，６０２Ａ）と、前記遊星歯車機構（ＰＤ，ＰＳ）における第１要素と連結・解放する場合の連結対象として、前記遊星歯車機構（ＰＤ，ＰＳ）における第２要素または第３要素のいずれか一方、または前記周辺部材（５Ａ，６０２Ａ）のいずれかを選択的に変更することの可能な複数の係合制御機構（ＣＬ，ＢＲ）とが設けられた変速機（１）において、前記遊星歯車機構（ＰＤ，ＰＳ）における第１要素としての機能と、複数の係合制御機構（ＣＬ，ＢＲ）の構成要素としての機能とを兼備する共用部材（６０１）が設けられていることを特徴とする。【選択図】  図１
2005265019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動回転可能に取り付けられた第１要素および第２要素および第３要素を備えた遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構の第１要素と相対回転可能に配置された周辺部材と、前記遊星歯車機構における第１要素と連結・解放する場合の連結対象として、前記遊星歯車機構における第２要素または第３要素のいずれか一方、または前記周辺部材のいずれかを選択的に変更することの可能な複数の係合制御機構とが設けられた変速機において、
前記遊星歯車機構における第１要素としての機能と、複数の係合制御機構の構成要素としての機能とを兼備する共用部材が設けられていることを特徴とする変速機。
【請求項２】
前記複数の係合制御機構の構成要素には、前記遊星歯車機構における第２要素または第３要素のいずれか一方、および前記周辺部材に設けられた第１連結部材と、前記共用部材に形成された第２連結部材と、前記第１連結部材または第２連結部材の一方に設けられた凹部と、前記第１連結部材または第２連結部材の他方に設けられ、かつ、前記遊星歯車機構の軸線方向に動作可能な係合部材と、この係合部材を遊星歯車機構の少なくとも軸線方向に押圧する押圧部材とが含まれるとともに、
各係合制御機構は、前記第１連結部材と第２連結部材とを前記軸線方向に相対移動させることにより、前記係合部材を前記凹部に進入させて、前記遊星歯車機構の第１要素と、選択された連結対象とを連結する構成を有していることを特徴とする請求項１に記載の変速機。
【請求項３】
前記各係合制御機構は、前記遊星歯車機構における第１要素と他の要素とを解放する場合、または遊星歯車機構における第１要素と周辺部材とを解放する場合に、前記第１連結部材または第２連結部材から、前記係合部材が前記軸線方向に突出する量を制限する制限部材を有していることを特徴とする請求項２に記載の変速機。
【請求項４】
前記各係合制御機構は、前記遊星歯車機構の第１要素と、選択された連結対象とを連結する場合に、前記係合部材と前記遊星歯車機構の軸線に直交する平面とを実質的に平行な状態、もしくは前記係合部材が前記平面に対して所定の角度だけ傾いた状態にする構成を有していることを特徴とする請求項２ないし３のいずれかに記載の変速機。
【請求項５】
前記遊星歯車機構は、同軸上に配置されたサンギヤおよびリングギヤと、このサンギヤに噛合された第１ピニオンギヤと、前記リングギヤおよび第１ピニオンギヤに噛合された第２ピニオンギヤと、前記第１ピニオンギヤおよび第２ピニオンギヤを一体的に公転可能に支持するキャリヤとを有するダブルピニオン式の遊星歯車機構であり、前記リングギヤが前記第１要素に該当し、前記サンギヤが第２要素に該当し、前記キャリヤが第３要素に該当するとともに、
前記遊星歯車機構は、車両の動力源のトルクが前記サンギヤに入力され、かつ、前記キャリヤから出力されたトルクが駆動輪に伝達される構成を有しているとともに、
前記係合制御機構は、車両が前進する場合に、前記リングギヤと前記サンギヤとを連結する構成を有しており、
前記遊星歯車機構を構成する各ギヤは、前記動力源のトルクが、前記遊星歯車機構のサンギヤに入力され、かつ、前記キャリヤから出力される場合に、前記遊星歯車機構を構成する各ギヤの噛み合い力に基づいて、前記リングギヤを前記遊星歯車機構の軸線方向に付勢するスラスト力を生じさせるヘリカルギヤであることを特徴とする請求項１に記載の変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、遊星歯車機構によって構成された前後進切り換え機構を備えた変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両の走行状態に応じた最適の条件でエンジンを運転することを目的として、変速比を無段階（連続的）に制御することのできる無段変速機がある。その無段変速機の一例として、ベルト式無段変速機が挙げられる。このベルト式無段変速機は、平行に配置された２つの回転部材と、各回転部材に別々に取り付けたプライマリプーリおよびセカンダリプーリとを有している。このプライマリプーリおよびセカンダリプーリは、共に、固定シーブと可動シーブとを組み合わせて構成されており、固定シーブと可動シーブとの間にＶ字形状の溝が形成されている。
【０００３】
また、プライマリプーリの溝およびセカンダリプーリの溝にベルトが巻き掛けられているとともに、プライマリプーリのベルト支持部材およびセカンダリプーリのベルト支持部材に軸線方向の押圧力を作用させる油圧室が別個に設けられている。そして、各油圧室の油圧を別個に制御するすることによって各プーリの溝幅が調整されると、各プーリの溝幅の変化により、各プーリに対するベルトの巻き掛け半径が変化する。すなわち、プライマリシャフトとセカンダリシャフトとの回転速度の比、すなわち変速比が制御される。また、このベルトの巻き掛け半径の制御により、ベルトの張力が変化し、プライマリプーリとセカンダリプーリとの間で伝達されるトルクが調整される。
【０００４】
ところで、上記のようなベルト式無段変速機においては、エンジンの回転方向が一方向に限られているため、そのエンジンの回転方向を、車両を前進させる方向の回転方向と車両を後進させる方向の回転方向とに選択的に切り換える前後進切り換え機構が設けられている。そして、その前後進切り換え機構が、ダブルピニオン形式の遊星歯車機構およびフォワードクラッチならびにリバースブレーキによって構成されているベルト式無段変速機の一例が、特許文献１に記載されている。
【０００５】
図５は、この発明の比較例として、特許文献１に記載されている前後進切り換え機構の概略を示すスケルトン図である。この前後進切り換え機構は、ダブルピニオン形式の遊星歯車機構ＰＤを有している。この遊星歯車機構ＰＤは、後述するインプットシャフト（１１）のベルト式無段変速機（９）側の端部に設けられたサンギヤ５０１と、このサンギヤ５０１の外周側に、サンギヤ５０１と同心状に配置されたリングギヤ５０２と、サンギヤ５０１に噛み合わされたピニオンギヤ５０３と、このピニオンギヤ５０３およびリングギヤ５０２に噛み合わされたピニオンギヤ５０４と、ピニオンギヤ５０３，５０４を自転可能に保持し、かつ、ピニオンギヤ５０３，５０４を、サンギヤ５０１の周囲で一体的に公転可能な状態で保持したキャリヤ５０５とを有している。そして、このキャリヤ５０５と、後述するベルト式無段変速機（９）のプライマリシャフト（２５）とが連結されている。また、キャリヤ５０５とインプットシャフト（１１）との間の動力伝達経路を接続・遮断するフォワードクラッチＣＬが設けられている。さらに、後述するトランスアクスルケース（５）側には、リングギヤ５０２の回転・固定を制御するリバースブレーキＢＲが、トランスアクスルケース（５）に固定されるように設けられている。そして、前記のリングギヤ５０２とキャリヤ５０５とには、それぞれ、リバースブレーキＢＲによって固定・解放される固定部材５０６と、フォワードクラッチＣＬによって係合・解放される係合部材５０７とが設けられている。
【０００６】
この特許文献１に記載されているベルト式無段変速機では、前進の場合には、フォワードクラッチＣＬが係合され、かつリバースブレーキＢＲが解放されて、遊星歯車機構ＰＤのサンギヤ５０１と一体回転するインプットシャフト（１１）と、遊星歯車機構ＰＤのキャリヤ５０５と一体回転するプライマリシャフト（２５）とが直結状態になり、エンジンのトルクが、インプットシャフト（１１）すなわちサンギヤ５０１とキャリヤ５０５とを経由して、プライマリシャフト（２５）に伝達される。これに対して、後進の場合には、フォワードクラッチＣＬが解放され、かつリバースブレーキＢＲが係合されて、遊星歯車機構ＰＤのリングギヤ５０２の回転が固定される。すると、インプットシャフト（１１）すなわちサンギヤ５０１の回転に伴って、キャリヤ５０５がそのサンギヤの回転方向とは逆の方向に回転する。すなわち、エンジンのトルクが、インプットシャフト（１１）すなわちサンギヤ５０１とキャリヤ５０５とを経由して、前進の場合とは逆方向の回転となって、プライマリシャフト（２５）に伝達される。
【０００７】
なお、上記の前後進切り換え機構に用いられている係合装置（すなわちフォワードクラッチおよびリバースブレーキ）は、油圧により制御される油圧式の摩擦クラッチ（もしくはブレーキ）であるが、油圧を用いない機械式のかみあいクラッチが使用される場合もある。そのような車両の変速機に使用される機械式のかみあいクラッチの一例として、収容凹部の底部とその収容凹部に収容される係合片の内面とに、互いに回動可能に嵌合係止する係止部を設けた一方向クラッチが、特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開２００１−３２３９７８号公報
【特許文献２】特開２０００−９７２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の特許文献１に記載されているベルト式無段変速機の前後進切り換え機構は、フォワードクラッチおよびリバースブレーキの二組の油圧式摩擦係合装置が、遊星歯車機構の各回転要素を係合（もしくは固定）・解放することによって、エンジンの回転方向を切り換えて、車両の前後進の切り換えをおこなうように構成されている。すなわち、前進の場合には、遊星歯車機構のサンギヤとキャリヤが一体回転するように、フォワードクラッチが係合され、後進の場合には、遊星歯車機構のリングギヤの回転が固定されるように、リバースブレーキが係合される。
【０００９】
このように、特許文献１に記載されているベルト式無段変速機の前後進切り換え機構では、前後進の切り換えをおこなうために、二組の油圧式摩擦係合装置を、それぞれ異なった遊星歯車機構の回転要素の係合・解放ができるように、別々に設けることが必要とされるため、遊星歯車機構の軸方向に大きなスペースを確保しなければならなくなる。その結果、変速機の体格が大きくなってしまい、変速機の小型化を阻害する要因となっていた。
【００１０】
この発明は、上記の事情を背景としてなされたものであり、遊星歯車機構の要素同士、または要素と周辺部材とを連結・解放する係合制御機構の構成を簡単にすることによって、小型化された変速機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、差動回転可能に取り付けられた第１要素および第２要素および第３要素を備えた遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構の第１要素と相対回転可能に配置された周辺部材と、前記遊星歯車機構における第１要素と連結・解放する場合の連結対象として、前記遊星歯車機構における第２要素または第３要素のいずれか一方、または前記周辺部材のいずれかを選択的に変更することの可能な複数の係合制御機構とが設けられた変速機において、前記遊星歯車機構における第１要素としての機能と、複数の係合制御機構の構成要素としての機能とを兼備する共用部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記複数の係合制御機構の構成要素には、前記遊星歯車機構における第２要素または第３要素のいずれか一方、および前記周辺部材に設けられた第１連結部材と、前記共用部材に形成された第２連結部材と、前記第１連結部材または第２連結部材の一方に設けられた凹部と、前記第１連結部材または第２連結部材の他方に設けられ、かつ、前記遊星歯車機構の軸線方向に動作可能な係合部材と、この係合部材を遊星歯車機構の少なくとも軸線方向に押圧する押圧部材とが含まれるとともに、各係合制御機構は、前記第１連結部材と第２連結部材とを前記軸線方向に相対移動させることにより、前記係合部材を前記凹部に進入させて、前記遊星歯車機構の第１要素と、選択された連結対象とを連結する構成を有していることを特徴とするものである。
【００１３】
さらに、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記各係合制御機構は、前記遊星歯車機構における第１要素と他の要素とを解放する場合、または遊星歯車機構における第１要素と周辺部材とを解放する場合に、前記第１連結部材または第２連結部材から、前記係合部材が前記軸線方向に突出する量を制限する制限部材を有していることを特徴とするものである。
【００１４】
またさらに、請求項４の発明は、請求項２または３の発明において、前記各係合制御機構は、前記遊星歯車機構の第１要素と、選択された連結対象とを連結する場合に、前記係合部材と前記遊星歯車機構の軸線と直交する平面とを実質的に平行な状態、もしくは前記係合部材が前記平面に対して所定の角度だけ傾いた状態にする構成を有していることを特徴とするものである。
【００１５】
そして、請求項５の発明は、請求項１の発明において、前記遊星歯車機構は、同軸上に配置されたサンギヤおよびリングギヤと、このサンギヤに噛合された第１ピニオンギヤと、前記リングギヤおよび第１ピニオンギヤに噛合された第２ピニオンギヤと、前記第１ピニオンギヤおよび第２ピニオンギヤを一体的に公転可能に支持するキャリヤとを有するダブルピニオン式の遊星歯車機構であり、前記リングギヤが前記第１要素に該当し、前記サンギヤが第２要素に該当し、前記キャリヤが第３要素に該当するとともに、前記遊星歯車機構は、車両の動力源のトルクが前記サンギヤに入力され、かつ、前記キャリヤから出力されたトルクが駆動輪に伝達される構成を有しているとともに、前記係合制御機構は、車両が前進する場合に、前記リングギヤと前記サンギヤとを連結する構成を有しており、前記遊星歯車機構を構成する各ギヤは、前記動力源のトルクが、前記遊星歯車機構のサンギヤに入力され、かつ、前記キャリヤから出力される場合に、前記遊星歯車機構を構成する各ギヤの噛み合い力に基づいて、前記リングギヤを前記遊星歯車機構の軸線方向に付勢するスラスト力を生じさせるヘリカルギヤであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、例えばクラッチやブレーキなどの係合制御機構の構成要素と、遊星歯車機構の第１要素とが、一つの部材（すなわち共用部材）により共用化されることによって、変速機を小型化することができる。
【００１７】
また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、共用部材に形成された係合制御機構の第２連結部材が、その第２連結部材と係合制御機構の第１連結部材との間を移動することによって、係合制御機構の係合・解放状態を容易に制御することができる。
【００１８】
さらに、請求項３の発明によれば、請求項２の発明と同様の効果を得られる他に、係合制御機構が解放される場合に、係合部材の軸線方向における係合の相手部材側への突出量が制限部材により制限されるため、係合部材と凹部との係合状態が解放され易くなり、係合制御機構を確実に解放することができる。
【００１９】
またさらに、請求項４の発明によれば、請求項２または３の発明と同様の効果を得られる他に、係合制御機構が係合されている際に、前記動力源からのトルクが伝達される場合は、係合制御機構の連結部分が互いに離反しようとする方向の力を低減することができる。そのため、係合制御機構の係合時に連結部分の係合を保持するために外部から作用させる反力を少なくすることができる。
【００２０】
そして、請求項５の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、走行頻度の高い車両の前進時に、動力源の動力を利用してリングギヤもしくはキャリヤと入力軸と一体回転する係合制御機構の構成要素との係合をアシストすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図１２は、この発明を適用したＦＦ車（フロントエンジンフロントドライブ；エンジン前置き前輪駆動車）のスケルトン図である。図１２において、１は車両の動力源としてのエンジンであり、このエンジン１としては内燃機関、具体的にはガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどが用いられる。そして、エンジン１のクランクシャフト２が車両の幅方向に配置されている。なお、以下の説明においては、エンジン１として便宜上、ガソリンエンジンを用いた場合について説明する。
【００２２】
また前記エンジン１の出力側には、トランスアクスル３が設けられている。このトランスアクスル３は、エンジン１の後端側に取り付けられたトランスアクスルハウジング４と、トランスアクスルハウジング４におけるエンジン１とは反対側の開口端に取り付けられたトランスアクスルケース５と、トランスアクスルケース５におけるトランスアクスルハウジング４とは反対側の開口端に取り付けられたトランスアクスルリヤカバー６とを有している。
【００２３】
トランスアクスルハウジング４の内部には、トルクコンバータ７が設けられており、トランスアクスルケース５およびトランスアクスルリヤカバー６の内部には、前後進切り換え機構８およびベルト式無段変速機（ＣＶＴ）９とならびに最終減速機１０が設けられている。まず、トルクコンバータ７の構成について説明する。トランスアクスルハウジング４の内部には、クランクシャフト２と同一の軸線を中心として回転可能なインプットシャフト１１が設けられており、インプットシャフト１１におけるエンジン１側の端部にはタービンランナ１２が取り付けられている。
【００２４】
一方、クランクシャフト２の後端にはドライブプレート１３を介してフロントカバー１４が連結されており、フロントカバー１４にはポンプインペラ１５が接続されている。このタービンランナ１２とポンプインペラ１５とは対向して配置され、タービンランナ１２およびポンプインペラ１５の内側にはステータ１６が設けられている。ステータ１６には一方向クラッチ１７を介して中空軸１８が接続されている。この中空軸１８の内部にインプットシャフト１１が設けられている。また、インプットシャフト１１におけるフロントカバー１４側の端部には、ダンパ機構１９を介してロックアップクラッチ２０が設けられている。上記のように構成されたフロントカバー１４およびポンプインペラ１５などにより形成されたケーシング（図示せず）内に、作動流体としてのオイルが供給されている。
【００２５】
上記構成により、エンジン１の動力（トルク）がクランクシャフト２からフロントカバー１４に伝達される。この時、ロックアップクラッチ２０が解放されている場合は、ポンプインペラ１５のトルクが流体によりタービンランナ１２に伝達され、ついでインプットシャフト１１に伝達される。なお、ポンプインペラ１５からタービンランナ１２に伝達されるトルクを、ステータ１６により増幅することもできる。一方、ロックアップクラッチ２０が係合されている場合は、フロントカバー１４のトルクが機械的にインプットシャフト１１に伝達される。
【００２６】
前記トルクコンバータ７と前後進切り換え機構８との間には、オイルポンプ２１が設けられている。このオイルポンプ２１のロータ２２と、ポンプインペラ１５とが円筒形状のハブ２３により接続されている。また、オイルポンプ２１のボデー２４は、トランスアクスルケース５側に固定されている。さらに、ハブ２３と中空軸１８とがスプライン嵌合されている。この構成により、エンジン１の動力がポンプインペラ１５を介してロータ２２に伝達され、オイルポンプ２１を駆動することができる。
【００２７】
前記前後進切り換え機構８は、インプットシャフト１１とベルト式無段変速機９との間の動力伝達経路に設けられている。この前後進切り換え機構８は、エンジン１の回転方向が一方向に限られていることに伴って採用されている機構であって、入力されたトルクをそのまま出力し、また反転して出力するように構成されている。この発明では、このような変速機に備えられる前後進切り換え機構の構成を簡素化し、あるいは前後進切り換え機構を構成するクラッチ機構などの構成を改良することによって、変速機の小型化を実現できるように構成されている。それらに関しての詳細な説明は後述する。
【００２８】
前記ベルト式無段変速機９は、インプットシャフト１１と同心状に配置されたプライマリシャフト（言い換えれば駆動側シャフト）２５と、プライマリシャフト２５と相互に平行に配置されたセカンダリシャフト（言い換えればカウンタシャフト、もしくは従動側シャフト）２６とを有している。このプライマリシャフト２５にはプライマリプーリ２７が設けられており、セカンダリシャフト２６側にはセカンダリプーリ２８が設けられている。プライマリプーリ２７は、プライマリシャフト２５の外周に一体的に形成された固定シーブ２９と、プライマリシャフト２５の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ３０とを有している。そして、固定シーブ２９と可動シーブ３０との対向面間にＶ字形状の溝３１が形成されている。
【００２９】
また、この可動シーブ３０をプライマリシャフト２５の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ３０と固定シーブ２９とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ３２が設けられている。一方、セカンダリプーリ２８は、セカンダリシャフト２６の外周に一体的に形成された固定シーブ３３と、セカンダリシャフト２６の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ３４とを有している。そして、固定シーブ３３と可動シーブ３４との対向面間にＶ字形状の溝３５が形成されている。また、この可動シーブ３４をセカンダリシャフト２６の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ３４と固定シーブ３３とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ３６が設けられている。さらに、上記構成のプライマリプーリ２７の溝３１およびセカンダリプーリ２８の溝３５に対して、ベルト３７が巻き掛けられている。
【００３０】
このように、ベルト式無段変速機９は、互いに平行に配置された入力部材としてのプライマリプーリ２７と出力部材としてのセカンダリプーリ２８とのそれぞれが、固定シーブ２９，３３と、油圧アクチュエータ３２，３６によって軸線方向に前後動させられる可動シーブ３０，３４とによって構成されている。したがって各プーリ２７，２８の溝幅が、可動シーブ３０，３４を軸線方向に移動させることにより変化し、それに伴って各プーリ２７，２８に巻掛けた伝動部材としてのベルト３７の巻掛け半径（プーリ２７，２８の有効径）が連続的に変化し、変速比が無段階に変化するようになっている。
【００３１】
なお、セカンダリプーリ２８における油圧アクチュエータ３６には、ベルト式無段変速機９に入力されるトルクに応じた油圧（ライン圧もしくはその補正圧）が供給されている。したがって、セカンダリプーリ２８における各シーブ３３，３４がベルト３７を挟み付けることにより、ベルト３７に張力が付与され、各プーリ２７，２８とベルト３７との挟圧力（接触圧力）が確保されるようになっている。言い換えれば、挟圧力に応じたトルク容量が設定される。これに対してプライマリプーリ２７における油圧アクチュエータ３２には、設定するべき変速比に応じた圧油が供給され、目標とする変速比に応じた溝幅（有効径）に設定するようになっている。
【００３２】
そして、前記ベルト式無段変速機９の入力部材であるプライマリプーリ２７が、前後進切り換え機構８における出力要素であるキャリヤもしくはサンギヤ（ともに後述する）に連結され、前記ベルト式無段変速機９の出力部材であるセカンダリプーリ２８が、ギヤ対３８および最終減速機１０に連結され、さらにその最終減速機１０が駆動輪３９に連結されている。
【００３３】
前述したように、この発明に係る変速機では、変速機に備えられる前後進切り換え機構８の構成、特に、前後進切り換え機構８を構成する遊星歯車機構の各回転要素と、フォワードクラッチＣＬやリバースブレーキＢＲなどの係合装置との構成を改良することによって、変速機の小型化を図ることができるように構成されている。その前後進切り換え機構８の実施例を順次説明する。
【実施例１】
【００３４】
この発明の実施例１を図１に基づいて説明する。この実施例１は、請求項１，５の発明に対応する実施例である。  図１は、図１２の前後進切り換え機構８の概略構成を示すスケルトン図である。この実施例１の前後進切り換え機構８は、前述の従来の構成による前後進切り換え機構と同様に、ダブルピニオン形式の遊星歯車機構ＰＤを有している。この遊星歯車機構ＰＤは、ベルト式無段変速機９のプライマリシャフト２５の前後進切り換え機構８側の端部に設けられたサンギヤ１０１と、このサンギヤ１０１の外周側に、サンギヤ１０１と同心状に配置されたリングギヤ１０２と、サンギヤ１０１に噛み合わされたピニオンギヤ１０３と、このピニオンギヤ１０３およびリングギヤ１０２に噛み合わされたピニオンギヤ１０４と、ピニオンギヤ１０３，１０４を自転可能に保持し、かつ、ピニオンギヤ１０３，１０４を、サンギヤ１０１の周囲で一体的に公転可能な状態で保持したキャリヤ１０５とを有している。
【００３５】
そして、このキャリヤ１０５とインプットシャフト１１とが連結され、サンギヤ１０１とベルト式無段変速機９のプライマリシャフト２５とが連結されている。また、リングギヤ１０２の回転・固定を制御するリバースブレーキＢＲが、トランスアクスルケース５に設けられている。さらに、リングギヤ１０２と、キャリヤ１０５およびインプットシャフト１１との間の動力伝達経路を接続・遮断するフォワードクラッチＣＬが設けられている。そして、前記のリングギヤ１０２には、リバースブレーキＢＲによって固定・解放される固定部材とフォワードクラッチＣＬによって係合・解放される係合部材とが一体化された係合・固定部材１０６が設けられている。
【００３６】
この実施例１の前後進切り換え機構８においては、前進ポジションが選択された場合は、フォワードクラッチＣＬが係合され、かつ、リバースブレーキＢＲが解放されて、リングギヤ１０２と、キャリヤ１０５すなわちインプットシャフト１１とが一体回転する。リングギヤ１０２とキャリヤ１０５とが一体回転することによって、サンギヤ１０１すなわちプライマリシャフト２５も、それらリングギヤ１０２およびキャリヤ１０５と一体回転する。すなわち、インプットシャフト１１とプライマリシャフト２５とが直結状態になる。この状態においては、エンジン１のトルク（言い換えれば動力）が、トルクコンバータ７を経由してインプットシャフト１１に伝達されると、インプットシャフト１１、リングギヤ１０２、キャリヤ１０５、サンギヤ１０１ならびにプライマリシャフト２５が一体回転する。プライマリシャフト２５のトルクは、前述の図１２に示すように、プライマリプーリ２７およびベルト３７ならびにセカンダリプーリ２８を経由してセカンダリシャフト２６に伝達される。そして、セカンダリシャフト２６に伝達されたトルクは、ギヤ対３８および最終減速機１０を経由して駆動輪３９に伝達される。
【００３７】
これに対して、後進ポジションが選択された場合は、フォワードクラッチＣＬが解放され、かつ、リバースブレーキＢＲが係合されて、リングギヤ１０２が固定される。すると、インプットシャフト１１の回転にともなって、リングギヤ１０２を反力要素としてキャリヤ１０５が回転し、サンギヤ１０１がインプットシャフト１１の回転方向とは逆の方向に回転する。その結果、プライマリシャフト２５、セカンダリシャフト２６などの回転部材が、前進ポジションの場合とは逆方向に回転して車両が後退する。
【実施例２】
【００３８】
続いて、この発明の実施例２を図２に基づいて説明する。この実施例２は、上記の実施例１と同様に、請求項１，５の発明に対応する実施例である。図２は、図１２の前後進切り換え機構８の概略構成を示すスケルトン図である。この実施例２の前後進切り換え機構８は、前述の比較例および実施例１の構成による前後進切り換え機構と同様に、ダブルピニオン形式の遊星歯車機構ＰＤを有している。この遊星歯車機構ＰＤは、インプットシャフト１１のベルト式無段変速機９側の端部に設けられたサンギヤ２０１と、このサンギヤ２０１の外周側に、サンギヤ２０１と同心状に配置されたリングギヤ２０２と、サンギヤ２０１に噛み合わされたピニオンギヤ２０３と、このピニオンギヤ２０３およびリングギヤ２０２に噛み合わされたピニオンギヤ２０４と、ピニオンギヤ２０３，２０４を自転可能に保持し、かつ、ピニオンギヤ２０３，２０４を、サンギヤ２０１の周囲で一体的に公転可能な状態で保持したキャリヤ２０５とを有している。
【００３９】
そして、このキャリヤ２０５とベルト式無段変速機９のプライマリシャフト２５とが連結され、サンギヤ２０１とインプットシャフト１１とが連結されている。また、リングギヤ２０２の回転・固定を制御するリバースブレーキＢＲが、トランスアクスルケース５に設けられている。さらに、リングギヤ２０２と、サンギヤ２０１すなわちインプットシャフト１１との間の動力伝達経路を接続・遮断するフォワードクラッチＣＬが設けられている。そして、前記のリングギヤ２０２には、リバースブレーキＢＲによって固定・解放される固定部材とフォワードクラッチＣＬによって係合・解放される係合部材とが一体化された係合・固定部材２０６が設けられている。
【００４０】
この実施例２の前後進切り換え機構８においては、前進ポジションが選択された場合は、フォワードクラッチＣＬが係合され、かつ、リバースブレーキＢＲが解放されて、リングギヤ２０２と、サンギヤ２０１すなわちインプットシャフト１１とが一体回転する。リングギヤ２０２とサンギヤ２０１とが一体回転することによって、キャリヤ２０５すなわちプライマリシャフト２５も、それらリングギヤ２０２およびサンギヤ２０１と一体回転する。すなわち、インプットシャフト１１とプライマリシャフト２５とが直結状態になる。
【００４１】
これに対して、後進ポジションが選択された場合は、フォワードクラッチＣＬが解放され、かつ、リバースブレーキＢＲが係合されて、リングギヤ２０２が固定される。すると、インプットシャフト１１の回転にともなってサンギヤ２０１が回転し、リングギヤ２０２を反力要素としてキャリヤ２０５がインプットシャフト１１の回転方向とは逆の方向に回転する。その結果、プライマリシャフト２５、セカンダリシャフト２６などの回転部材が、前進ポジションの場合とは逆方向に回転して車両が後退する。
【００４２】
図６は、図２に示した実施例２の前後進切り換え機構８の具体的な構成を示す、遊星歯車機構ＰＤの軸線と平行な平面における断面図である。前記リングギヤ２０２の外周には、前記係合・固定部材２０６に相当する可動部材６０１が取り付けられている。この可動部材６０１は、軸線を中心とする環状に構成され、可動部材６０１とリングギヤ２０２とが、例えばスプラインなどによって連結されていて、可動部材６０１が、軸方向（図６の左右方向）に滑動し、かつ可動部材６０１とリングギヤ２０２との間で動力伝達がおこなうことができるように構成されている。また、可動部材６０１の両端面には、後述する係合部（６０６）と嵌合する凹部６０３と、後述する係合部（６０７）と嵌合する凹部６０４とが、同一円周上に形成されている。そして、可動部材６０１を軸方向（図６の左右方向）に相対移動させるための、シフトフォーク６０５が備えられていて、シフトポジション（例えば、ドライブ（Ｄ／前進）ポジション、リバース（Ｒ／後進）ポジション、ニュートラル（Ｎ）ポジション）の選択に応じて動作するように構成されている。
【００４３】
また、この実施例２の前後進切り換え機構８を構成しているダブルピニオン形式の遊星歯車機構ＰＤの各歯車、すなわち、サンギヤ２０１、リングギヤ２０２、ピニオンギヤ２０３、ピニオンギヤ２０４は、いずれもヘリカルギヤで形成されている。そしてそれらのヘリカルギヤは、エンジン１から前後進切り換え機構８に車両を前進させる回転方向のトルクが入力した際に、リングギヤ２０２をフォワードクラッチＣＬ側（図６の右側）へ近づける方向の軸力がリングギヤ２０２に作用するように、それぞれの歯のねじれ方向が設定されている。
【００４４】
前記インプットシャフト１１から外側へ突出した突出部６０２が形成されており、この突出部６０２には、環状のプレート６０２Ａが固定されていて、このプレート６０２Ａには、前記可動部材６０１の凹部６０３と嵌合する係合部６０６が複数設けられている。これらの係合部６０６と凹部６０３とにより、フォワードクラッチＣＬが構成されている。そしてＤポジションが選択された場合には、可動部材６０１が軸方向（図６の左右方向）において突出部６０２側（図６の右側）へ移動された場合に互いに嵌合し、その結果フォワードクラッチＣＬが係合状態となり、可動部材６０１すなわちリングギヤ２０２と、サンギヤ２０１すなわちインプットシャフト１１との間の動力伝達経路が接続される。なお凹部６０４と係合部６０７とによりリバースブレーキＢＲが構成され、Ｄポジションの場合は、凹部６０４と後述の係合部（６０７）とは嵌合することはなく、リバースブレーキＢＲは解放状態となる。
【００４５】
一方、トランスアクスルケース５には、環状のプレート５Ａが固定されていて、そのプレート５Ａには、前記の可動部材６０１の凹部６０４と嵌合する係合部６０７が固定されている。これらの係合部６０６，６０７は、共に同一円周上に複数設けられている。そして、Ｒポジションが選択されると、これらの係合部６０７と凹部６０４とが互いに嵌合し、その結果リバースブレーキＢＲが係合状態となり、可動部材６０１すなわちリングギヤ２０２の回転が防止される。なおＲポジションの場合には、凹部６０３と前述のフォワードクラッチＣＬに設けられている係合部６０６とは嵌合することはなく、フォワードクラッチＣＬは解放状態となる。
【００４６】
なお、プレート５Ａとプレート６０２Ａの内径は同一に設定され、同心状に設けられている。前記可動部材６０１の内周には、軸線方向の両側に突出する鍔部６０８Ａ，６０８Ｂが形成されている。鍔部６０８Ａ，６０８Ｂは環状に構成され、その外径はプレート５Ａ，６０２Ａの内径未満に設定されている。可動部材６０１がこのような鍔部６０８を備えることによって、可動部材６０１が軸方向（図６の左右方向）において相対移動し、その可動部材６０１の凹部６０３もしくは凹部６０４が、係合部６０６もしくは係合部６０７と嵌合される際に、鍔部６０８Ａとプレート６０２Ａとが接触するか、または鍔部６０８Ｂとプレート５Ａとが接触して可動部材６０１が調芯されるため、係合部６０６もしくは係合部６０７との嵌合を容易におこなうことができる。
【００４７】
このように、この実施例２に示す可動部材６０１は、軸方向に滑動可能であり、かつ可動部材６０１とリングギヤ２０２との間での動力伝達が可能なように構成されている。したがって、この実施例２に示す構成による可動部材６０１を設けたリングギヤ２０２は、前後進切り換え機構８を構成する遊星歯車機構ＰＤの一回転要素（リングギヤ）としての機能と、その遊星歯車機構ＰＤの各要素の係合・解放状態を制御するフォワードクラッチＣＬあるいはリバースブレーキＢＲの構成要素の一部としての機能との両方を備えている。言い換えれば、この実施例２に示すリングギヤ２０２のような構成とすることによって、従来はそれぞれ別々の部材により構成されていた、遊星歯車機構ＰＤの一回転要素およびフォワードクラッチＣＬの構成要素の一部ならびにリバースブレーキＢＲの構成要素の一部を、一つの部材すなわち可動部材６０１によって共用化することができる。
【００４８】
なお、図７は、図６に示す可動部材６０１を設けたリングギヤ２０２の構成の別の実施形態の一例を示す、遊星歯車機構ＰＤの軸線と平行な平面における断面図である。図６の（ａ）は、可動部材６０１とリングギヤ２０２とのはめ合い部分において、可動部材６０１側に、溝部７０１と、例えば環状の弾性部材７０２と、その弾性部材７０２を収納して配置する収納部７０３などの構成によって、可動部材６０１とリングギヤ２０２とのはめ合い部分にラチェット動作による位置決め機構を備えた構成を示したものである。また、図６の（ｂ）は、前記弾性部材７０２による位置決め機構を、ボール７０４と、例えば圧縮コイルばねなどの弾性体７０５とによって構成した例を示したものである。このように、可動部材６０１とリングギヤ２０２とのはめ合い部分に、例えば上記に示すようなラチェット動作による位置決め機構を備えることによって、可動部材６０１が軸方向に相対移動されてフォワードクラッチＣＬあるいはリバースブレーキＢＲに係合・解放される場合の位置決めが容易になり、その結果フォワードクラッチＣＬあるいはリバースブレーキＢＲの係合・解放動作を安定しておこなうことができる。
【００４９】
また、この実施例２に示すリングギヤ２０２は、遊星歯車機構ＰＤの他の回転要素（すなわちサンギヤ２０１、ピニオンギヤ２０３，２０４）と共に、車両の前進時にリングギヤ２０２をフォワードクラッチＣＬ側（図６の右側）へ近づける方向の軸力が作用するヘリカルギヤによって形成されている。したがって、車両の前進時に、フォワードクラッチＣＬの構成要素の一部としてフォワードクラッチＣＬの他の構成要素と係合されるリングギヤ２０２には、リングギヤ２０２をフォワードクラッチＣＬへ押圧する方向へエンジン１のトルクによる軸力が作用することになる。そのため、車両の前進時にリングギヤ２０２をフォワードクラッチＣＬ側に移動して押圧するために作用させる力に対して、エンジン１の動力によるヘリカルギヤに作用する軸力を付加することができる。その結果、リングギヤ２０２をフォワードクラッチＣＬ側に移動して押圧するために作用させる力がより小さな力で済むことになり、装置の簡素化や小型化が可能になる。
【００５０】
なお、図示していないが、前述の実施例１（図１）の前後進切り換え機構８を構成しているダブルピニオン形式の遊星歯車機構ＰＤの各歯車、すなわち、サンギヤ１０１、リングギヤ１０２、ピニオンギヤ１０３、ピニオンギヤ１０４は、いずれも、上記の図２に示す実施例２の場合と同様の、ヘリカルギヤで形成することができる。また、図２の実施例２では、サンギヤ２０１とインプットシャフト１１とが連結されている構成であるのに対して、図１の実施例１では、キャリヤ１０５とインプットシャフト１１とが連結されている構成であることの他は、図１の実施例１に、上記の図６、図７で示す構成を適用することができる。その結果、前述の実施例１においても、上記の実施例２で述べた理由と同じ理由により、実施例２と同じ作用・効果を得ることが可能である。
【実施例３】
【００５１】
次に、この発明の実施例３を図３に基づいて説明する。この実施例３は、請求項１，５の発明に対応する実施例である。図３は、実施例３の前後進切り換え機構８の構成を示すスケルトン図である。この実施例３の前後進切り換え機構８は、シングルピニオン形式の遊星歯車機構ＰＳを有している。この遊星歯車機構ＰＳは、ベルト式無段変速機９のプライマリシャフト２５の前後進切り換え機構８側の端部に設けられたサンギヤ３０１と、このサンギヤ３０１の外周側に、サンギヤ３０１と同心状に配置されたリングギヤ３０２と、これらのサンギヤ３０１およびリングギヤ３０２に噛み合わされたピニオンギヤ３０３と、このピニオンギヤ３０３を自転可能に保持し、かつ、ピニオンギヤ３０３を、サンギヤ３０１の周囲で一体的に公転可能な状態で保持したキャリヤ３０４とを有している。
【００５２】
そして、リングギヤ３０２とインプットシャフト１１とが連結され、サンギヤ３０１とベルト式無段変速機９のプライマリシャフト２５とが連結されている。また、キャリヤ３０４の回転・固定を制御するリバースブレーキＢＲが、トランスアクスルケース５に固定されるように設けられている。さらに、キャリヤ３０４と、リングギヤ３０２およびインプットシャフト１１との間の動力伝達経路を接続・遮断するフォワードクラッチＣＬが設けられている。そして、前記のキャリヤ３０４には、リバースブレーキＢＲによって固定・解放される固定部材とフォワードクラッチＣＬによって係合・解放される係合部材とが一体化された係合・固定部材３０５が設けられている。
【００５３】
この実施例３の前後進切り換え機構８においては、前進ポジションが選択された場合は、フォワードクラッチＣＬが係合され、かつ、リバースブレーキＢＲが解放されて、キャリヤ３０４と、リングギヤ３０２すなわちインプットシャフト１１とが一体回転する。キャリヤ３０４とリングギヤ３０２とが一体回転することによって、サンギヤ３０１すなわちプライマリシャフト２５も、それらキャリヤ３０４およびリングギヤ３０２と一体回転する。すなわち、インプットシャフト１１とプライマリシャフト２５とが直結状態になる。この状態においては、エンジン１のトルク（言い換えれば動力）が、トルクコンバータ７を経由してインプットシャフト１１に伝達されると、インプットシャフト１１、リングギヤ３０２、キャリヤ３０４、サンギヤ３０１ならびにプライマリシャフト２５が一体回転する。プライマリシャフト２５のトルクは、前述の図１２に示すように、プライマリプーリ２７およびベルト３７ならびにセカンダリプーリ２８を経由してセカンダリシャフト２６に伝達される。そして、セカンダリシャフト２６に伝達されたトルクは、ギヤ対３８および最終減速機１０を経由して駆動輪３９に伝達される。
【００５４】
これに対して、後進ポジションが選択された場合は、フォワードクラッチＣＬが解放され、かつ、リバースブレーキＢＲが係合されて、キャリヤ３０４が固定される。すると、インプットシャフト１１の回転にともなってリングギヤ３０２が回転し、サンギヤ３０１がインプットシャフト１１の回転方向とは逆の方向に回転する。その結果、プライマリシャフト２５、セカンダリシャフト２６などの回転部材が、前進ポジションの場合とは逆方向に回転して車両が後退する。
【実施例４】
【００５５】
続いて、この発明の実施例４を図４に基づいて説明する。この実施例４は、上記の実施例３と同様に、請求項１，５の発明に対応する実施例である。図４は、実施例４の前後進切り換え機構８の構成を示すスケルトン図である。この実施例４の前後進切り換え機構８は、上記の実施例３の構成による前後進切り換え機構と同様に、シングルピニオン形式の遊星歯車機構ＰＳを有している。この遊星歯車機構ＰＳは、インプットシャフト１１のベルト式無段変速機９側の端部に設けられたサンギヤ４０１と、このサンギヤ４０１の外周側に、サンギヤ４０１と同心状に配置されたリングギヤ４０２と、これらのサンギヤ４０１およびリングギヤ４０２に噛み合わされたピニオンギヤ４０３と、このピニオンギヤ４０３を自転可能に保持し、かつ、ピニオンギヤ４０３を、サンギヤ４０１の周囲で一体的に公転可能な状態で保持したキャリヤ４０４とを有している。
【００５６】
そして、リングギヤ４０２とベルト式無段変速機９のプライマリシャフト２５とが連結され、サンギヤ４０１とインプットシャフト１１とが連結されている。また、キャリヤ４０４の回転・固定を制御するリバースブレーキＢＲが、トランスアクスルケース５に固定されるように設けられている。さらに、キャリヤ４０４と、サンギヤ４０１すなわちインプットシャフト１１との間の動力伝達経路を接続・遮断するフォワードクラッチＣＬが設けられている。そして、前記のキャリヤ４０４には、リバースブレーキＢＲによって固定・解放される固定部材とフォワードクラッチＣＬによって係合・解放される係合部材とが一体化された係合・固定部材４０５が設けられている。
【００５７】
この実施例４の前後進切り換え機構８においては、前進ポジションが選択された場合は、フォワードクラッチＣＬが係合され、かつ、リバースブレーキＢＲが解放されて、キャリヤ４０４と、サンギヤ４０１すなわちインプットシャフト１１とが一体回転する。キャリヤ４０４とサンギヤ４０１とが一体回転することによって、リングギヤ４０２すなわちプライマリシャフト２５も、それらキャリヤ４０４およびサンギヤ４０１と一体回転する。すなわち、インプットシャフト１１とプライマリシャフト２５とが直結状態になる。
【００５８】
これに対して、後進ポジションが選択された場合は、フォワードクラッチＣＬが解放され、かつ、リバースブレーキＢＲが係合されて、キャリヤ４０４が固定される。すると、インプットシャフト１１の回転にともなってサンギヤ４０１が回転し、リングギヤ４０２がインプットシャフト１１の回転方向とは逆の方向に回転する。その結果、プライマリシャフト２５、セカンダリシャフト２６などの回転部材が、前進ポジションの場合とは逆方向に回転して車両が後退する。
【００５９】
なお、図示していないが、上記の実施例３および実施例４の前後進切り換え機構８を構成しているシングルピニオン形式の遊星歯車機構ＰＳの各歯車、すなわち、サンギヤ３０１，４０１、リングギヤ３０２，４０２、ピニオンギヤ３０３，４０３は、いずれも、前述の実施例１，２の場合と同様に、ヘリカルギヤで形成することができる。その場合、それらのヘリカルギヤは、前後進切り換え機構８に車両を前進させる回転方向のトルクが入力した際に、キャリヤ３０４，４０４をフォワードクラッチＣＬ側へ近づける方向の軸力がリングギヤ３０３，４０３に作用するように、それぞれの歯のねじれ方向が設定される。その結果、車両の前進時にキャリヤ３０４，４０４をフォワードクラッチＣＬ側に移動して押圧するために作用させる力に、エンジン１の動力によるヘリカルギヤに作用する軸力を付加することができる。また、実施例３および実施例４においても、遊星歯車機構の形式がダブルピニオン形式からシングルピニオン形式に変わり、また遊星歯車機構の各回転要素とインプットシャフト１１とプライマリシャフト２５との連結関係が変わる他は、前述の図６，７に示すような、可動部材６０１、フォワードクラッチＣＬ、リバースブレーキＢＲなどの構成を適用することができる。その結果、実施例３および実施例４においても、前述の実施例２で述べた理由と同じ理由により、実施例２と同じ作用・効果を得ることが可能である。
【００６０】
このように、実施例１ないし実施例４の前後進切り換え機構８では、リバースブレーキＢＲによって固定・解放される固定部材と、フォワードクラッチＣＬによって係合・解放される係合部材とが一体化されて、係合・固定部材１０６，２０６，３０５，４０５としてリングギヤ１０２，２０２、もしくはキャリヤ３０４，４０４に設けられている。そのため、フォワードクラッチＣＬとリバースブレーキＢＲとが、固定部材５０６と係合部材５０７との複数の部材をそれぞれ別個に係合・解放するように構成されている前述の図５の比較例の場合と比べて、前後進切り換え機構８の要素もしくは部材の構成を簡素化することができる。また、車両の前進時に、リングギヤ１０２，２０２もしくはキャリヤ３０４，４０４、すなわち係合・固定部材１０６，２０６，３０５，４０５が、フォワードクラッチＣＬ側へ移動される方向へ軸力が作用するようなヘリカルギヤにより、前後進切り換え機構８を構成する遊星歯車機構ＰＤ，ＰＳの各歯車を形成することによって、装置を簡素化あるいは小型化することができる。その結果、それらの部材、装置等が配置されるためのスペースを縮減することができ、ベルト式無段変速機９の小型化を図ることができる。
【００６１】
ここで、上記の実施例１ないし実施例４の構成と、請求項１，５の発明の構成との対応関係を説明すれば、遊星歯車機構ＰＤのリングギヤ１０２，２０２および遊星歯車機構ＰＳのキャリヤ３０４，４０４が、この発明の「遊星歯車機構の第１要素」に相当し、プレート５Ａ，６０８Ａが、この発明の「周辺部材」に相当する。また、フォワードクラッチＣＬとリバースブレーキＢＲとが、この発明の「複数の係合制御機構」に相当し、係合・固定部材１０６，２０６，３０５，４０５と、可動部材６０１とが、この発明の「共用部材」に相当する。
【実施例５】
【００６２】
次に、この発明の実施例５を図８および図９に基づいて説明する。この実施例５は、請求項２および請求項３に対応する実施例である。図８は、前述の遊星歯車機構ＰＤ，ＰＳの一要素である係合・固定部材に形成された凹部と、フォワードクラッチＣＬおよびリバースブレーキＢＲに備えられた係合部とが嵌合することによって係合される係合制御機構の具体的な構成を示す、遊星歯車機構ＰＤ，ＰＳの軸線と平行な平面における断面図である。なお、図８の（ａ）は係合制御機構が解放状態の場合、図８の（ｂ）は係合制御機構が係合状態の場合を示している。図８において、８０１は第１連結部材であり、具体的には上述の実施例１ないし４における、フォワードクラッチＣＬあるいはリバースブレーキＢＲの一部に相当する。８０２は第２連結部材であり、具体的には上述の実施例１ないし４における、リングギヤ１０２，２０２（もしくは係合・固定部材２０６）の一部、あるいはキャリヤ３０４，４０４の一部に相当する。すなわち、この第１連結部材８０１と第２連結部材８０２とが係合・解放されることによって、係合制御機構が係合状態と解放状態とに制御される。
【００６３】
第１連結部材８０１には、例えばねじりコイルばねなどの弾性部材で形成される押圧部材８０３によって、軸方向（図８の左右方向）において第１連結部材８０１側から第２連結部材８０２側へ押圧される係合片（すなわち係合部材）８０４が備えられている。また、係合制御機構が解放状態の場合に、係合片８０４の、軸方向（図８の左右方向）における第２連結部材８０２側への突出量を制限する制限部材８０５が備えられている。一方、第２連結部材８０２には、第１連結部材８０１と第２連結部材８０２とが係合もしくは固定される場合、すなわち係合制御機構が係合状態の場合に、係合片８０４と嵌合する凹部８０６が形成されている。
【００６４】
このように構成された係合制御機構においては、係合制御機構が解放状態の場合に、制限部材８０５によって、押圧部材８０３の付勢力により第２連結部材８０２側へ押圧される係合片８０４の突出量が制限される。言い換えれば、制限部材８０５によって規定された量だけ係合片８０４が突出することになる。そのため、係合片８０４と第２連結部材８０２の凹部８０６との係合状態が解放され易くなり、係合制御機構を確実に解放することができる。
【００６５】
また、図９は、上記の係合制御機構の係合部分の詳細を説明するための、遊星歯車機構ＰＤ，ＰＳの軸線と平行な平面における断面図である。図９の（ａ）は係合制御機構が完全に係合された状態を示し、図９の（ｂ）は係合制御機構が係合状態から解放状態への切り換えが開始された状態を示している。係合制御機構が係合状態の場合に、互いに嵌合し合う係合片８０４と凹部８０６とは、それらが嵌合された際に互いに接触する部分である係合片８０４の接触部９０１と、凹部８０６の接触部９０２とを有している。この接触部９０１，９０２は、軸線方向（図９の左右方向）に対して所定の角度を持った形状となっていて、係合片８０４が凹部８０６へ嵌合した際に楔効果を得ることができるように形成されている。そのため、係合片８０４と凹部８０６とが所定の位置もしくは状態で嵌合されて係合制御機構が完全係合状態となった場合には、係合片８０４と凹部８０６、すなわち第１連結部材８０１と第２連結部材８０２とが互いに離反しようとする力を低減することができる。
【００６６】
さらに、図９の（ｂ）に示すような第１連結部材８０１と第２連結部材８０２との係合が解放される際には、押圧部材８０３により付勢される係合片８０４が、前記の接触部９０１と反対側の端部もしくはその付近を回転軸として、接触部９０１が第１連結部材８０１側と第２連結部材８０２側との間を往復するように回転移動することによって、第１連結部材８０１と第２連結部材８０２との間にトルクが作用している場合でも、それらの係合を容易に解放することが可能になる。
【実施例６】
【００６７】
次に、この発明の実施例６を図１０ａないし図１０ｄに基づいて説明する。この実施例６は、請求項４に対応する実施例である。図１０ａないし図１０ｄは、前述の図８と同様、係合制御機構の具体的な構成を示す、遊星歯車機構ＰＤ，ＰＳの軸線と平行な平面における断面図であって、図１０ａ，１０ｃは係合制御機構が解放状態の場合、図１０ｂ，１０ｄは係合制御機構が係合状態の場合を示している。図１０ａないし図１０ｄにおいて、１００１は第１連結部材であり、具体的には前述の実施例１ないし４における、フォワードクラッチＣＬあるいはリバースブレーキＢＲの一部に相当する。１００２は第２連結部材であり、具体的には前述の実施例１ないし４における、リングギヤ１０２，２０２（もしくは係合・固定部材２０６）の一部、あるいはキャリヤ３０４，４０４の一部に相当する。すなわち、この第１連結部材１００１と第２連結部材１００２とが係合・解放されることによって、係合制御機構が係合状態と解放状態とに制御される。
【００６８】
第１連結部材１００１には、押圧部材１００３によって、軸方向（図１０ａないし図１０ｄの左右方向）において第１連結部材１００１側から第２連結部材１００２側へ押圧される係合片（すなわち係合部材）１００４が備えられている。また、係合制御機構が解放状態の場合に、係合片１００４の第２連結部材１００２側への突出を制限する制限部材１００５が備えられている。さらに、第１連結部材１００１には、係合制御機構が係合状態の場合に、前記の係合片１００４と共に後述の第２連結部材１００２の凹部（１００８）と嵌合する凸部１００６が形成されている。なお、前記の係合片１００４は、後述の凹部（１００８）と嵌合された際に、凹部（１００８）の所定部分（後述の接触部（１００９））と互いに接触する部分である接触部１００７を有している。
【００６９】
一方、第２連結部材１００２には、係合制御機構が係合状態の場合に、係合片１００４および凸部１００６と嵌合する凹部１００８が形成されている。その凹部１００８は、前述の係合片１００４および凸部１００６と嵌合された際に、係合片１００４の接触部１００７と互いに接触する部分である接触部１００９を有している。また、前記凹部１００８の、係合片１００４および凸部１００６と凹部１００８とが嵌合された際に凹部１００８の係合片１００４と対向する側の所定部分には、凹部１００８の最深部から接触部１００９側へ向けて凹部１００８の深さが浅くなるように、平面もしくは曲面により形成される斜面部１０１０が形成されている。
【００７０】
このように構成された係合制御機構においては、係合制御機構が係合状態となる場合には、係合片１００４および凸部１００６と凹部１００８とが嵌合する際に、係合片１００４の接触部１００７側の所定部分が、第２連結部材１００２の端面１０１１を摺動する。そして、第１連結部材１００１の係合片１００４が、第２連結部材１００２の凹部１００８の位置まで相対回転すると、押圧部材１００３により付勢されている係合片１００４は瞬時に凹部１００８へ入り込む。すると第１連結部材１００１と第２連結部材１００２とは互いに結合可能な位相で同期する。このとき、さらに第１連結部材１００１と第２連結部材１００２とを近づける力を付与することによって、第１連結部材１００１に設けられている係合片１００４および凸部１００６と第２連結部材１００２に設けられている凹部１００８とが互いに嵌合を完了し、その結果係合制御機構が係合状態となる。
【００７１】
図１０ｂは、上記の係合制御機構が、係合片１００４および凸部１００６と凹部１００８とが最終的に所定の位置で嵌合を完了し、係合制御機構が係合状態となった場合を示す図である。係合状態における係合片１００４は、第１連結部材１００１の端面１０１２と第２連結部材１００２の端面１０１１との接触により形成される平面に、ほぼ平行な姿勢となって凹部１００８に嵌合される。そのため、係合制御機構が係合状態で第１連結部材１００１と第２連結部材１００２との間で動力の伝達がある場合においても、係合片１００４と凹部１００８、すなわち第１連結部材１００１と第２連結部材１００２とが互いに離反しようとする力を低減することができる。なお、図１０ａは、上記の図１０ｂに示す係合制御機構の解放状態を示す図である。
【００７２】
また、上記の図１０ａ，１０ｂで示す係合制御機構が、係合状態における係合片１００４が、端面１０１２と端面１０１１との接触により形成される平面にほぼ平行な姿勢となって凹部１００８に嵌合されるのに対して、図１０ｄは、係合状態において第１連結部材１００１と第２連結部材１００２との間に動力の伝達がない時に、係合片１００４の厚さ方向の中心線が、端面１０１２と端面１０１１との接触により形成される平面に対して所定の角度αを持った姿勢となって凹部１００８に嵌合される場合を示す図である。
【００７３】
この図１０ｄに示す係合制御機構では、動力非伝達時における係合片１００４が、端面１０１２と端面１０１１との接触により形成される平面に対して所定の角度αを持った姿勢、となって凹部１００８に嵌合される。具体的には、第２連結部材１００２の凹部１００８に嵌合される係合片１００４の接触部１００７側が、端面１０１２と端面１０１１との接触により形成される平面を基準として所定の角度αだけ、第１連結部材１００１方向（図１０ｄの左方向）に傾いた姿勢となって凹部１００８に嵌合される。
【００７４】
このような係合状態の時に、第１連結部材１００１と第２連結部材１００２との間で動力の伝達があると、すなわち係合片１００４にトルクが作用すると、係合片１００４には、係合片１００４の接触部１００７側をさらに第１連結部材１００１方向（図１０ｄの左方向）に傾けようとする力が発生する。すなわち、係合片１００４と凹部１００８などとの間にはそれらが互いに近づく方向の力が発生する。そのため、係合制御機構が係合状態で第１連結部材１００１と第２連結部材１００２との間で動力の伝達がある場合においても、係合片１００４と凹部１００８、すなわち第１連結部材１００１と第２連結部材１００２とが互いに離反しようとする力をさらに低減することができる。なお、図１０ｃは、上記の図１０ｄに示す係合制御機構の解放状態を示す図である。
【実施例７】
【００７５】
続いて、この発明の実施例７を図１１に基づいて説明する。この実施例７は、上記の実施例６と同様に、請求項４に対応する実施例である。図１１は、前述の図８、図１０ａないし図１０ｄと同様、係合制御機構の具体的な構成を示す、遊星歯車機構ＰＤ，ＰＳの軸線と平行な平面における断面図である。図１１に示す係合制御機構は、上記の図１０ａないし図１０ｄに示す実施例６の係合制御機構に対して、係合片１００４とは逆向きの、すなわちトルクの伝達方向が逆向きの係合片を設けることによって、係合制御機構が、係合状態時に駆動・被駆動の両方向のトルクを伝達することができるようにしたものである。
【００７６】
図１１において、図１０ａないし図１０ｄの構成と同じ構成については、図１０ａないし図１０ｄと同じ符号を付してその構成の説明を省略する。１１０１は結合片であり、図１０ａないし図１０ｄの係合片１００４と同様に、押圧部材１００３によって、軸方向（図１１の左右方向）において第１連結部材１００１側から第２連結部材１００２側へ押圧されるように、第１連結部材１００１に配置されている。そして、この係合片１１０１と第１連結部材１００１および第２連結部材１００２の回転方向において反対向きに配置された係合片１１０２が備えられている。すなわち、この係合片１１０２は、前記の係合片１１０１とは逆向きのトルクを伝達することができる部材である。
【００７７】
したがって、このように構成された係合制御機構においては、係合片１１０１と、その係合片１１０１のトルクの伝達方向が逆向きである係合片１１０２とを設けることによって、係合制御機構が、係合状態時に駆動・被駆動の両方向のトルクを伝達することができる。
【００７８】
なお、この図１１では、係合片１１０１と係合片１１０２とが互いに隣り合った位置に配置している例を示しているが、この例以外の配置であってもよい。また、連結部材１００１に配置する係合片１１０１と係合片１１０２との数量に関しては、それらの数量が同数であっても良く、あるいは同数でなくともよい。例えば、この実施例のような係合制御機構にトルクが伝達される場合、一般に駆動側の方が被駆動側よりもトルクが大きくなるため、駆動側の係合片の数量を被駆動側の係合片の数量よりも多く設定することで、効率的に駆動・被駆動の両方向のトルクを伝達するための係合片を配置することができる。
【００７９】
ここで、上記の実施例５ないし実施例７の構成と、請求項２，３，４の発明の構成との対応関係を説明すれば、第１連結部材８０１，１００１が、この発明の「第１連結部材」に相当し、第２連結部材８０２，１００２が、この発明の「第２連結部材」に相当する。また、凹部８０６，１００８が、この発明の「凹部」に相当し、係合片８０４，１００４，１１０１，１１０２、および凸部１００６が、この発明の「係合部材」に相当する。そして、押圧部材８０３，１００３が、この発明の「押圧部材」に相当し、制限部材８０５，１００５が、この発明の「制限部材」に相当する。
【００８０】
なお、この発明は上記の具体例に限定されないのであって、具体例では、ベルト式無段変速機を対象とする制御装置を例に取って説明したが、この発明は、トロイダル型無段変速機などの他の形式の無段変速機を対象とする制御装置にも適用することができる。また、この発明で対象とする車両の駆動装置は、図１２に示す構成のものに限定されない。さらに、上記の具体例では、遊星歯車機構が、クラッチおよびブレーキの制御により前後進切り換え機構を構成している例を示しているが、遊星歯車機構が、クラッチおよびブレーキの制御により変速機としての機能を果たす場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】この発明の実施例１による前後進切り換え機構の概略構成を示すスケルトン図である。
【図２】この発明の実施例２による前後進切り換え機構の概略構成を示すスケルトン図である。
【図３】この発明の実施例３による前後進切り換え機構の概略構成を示すスケルトン図である。
【図４】この発明の実施例４による前後進切り換え機構の概略構成を示すスケルトン図である。
【図５】この発明に対する比較例による前後進切り換え機構の概略構成を示すスケルトン図である。
【図６】この発明の実施例２による前後進切り換え機構８の具体的な構成を示す断面図である。
【図７】図６に示すこの発明の実施例２による前後進切り換え機構８の別の実施形態の一例を示す断面図である。
【図８】この発明の実施例５による係合制御機構の具体的な構成を示す断面図である。
【図９】この発明の実施例５による係合制御機構の係合部分の詳細を説明するための断面図である。
【図１０ａ】この発明の実施例６による係合制御機構の具体的な構成を示す断面図である。
【図１０ｂ】この発明の実施例６による係合制御機構の具体的な構成を示す断面図である。
【図１０ｃ】この発明の実施例６による係合制御機構の具体的な構成を示す断面図である。
【図１０ｄ】この発明の実施例６による係合制御機構の具体的な構成を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施例７による係合制御機構の具体的な構成を示す断面図である。
【図１２】この発明を適用したＦＦ車の動力伝達経路を示すスケルトン図である。
【符号の説明】
【００８２】
８…前後進切り換え機構、  １１…インプットシャフト、  ２５…プライマリシャフト、  １０６…係合・固定部材、  ＰＤ…遊星歯車機構、  ＣＬ…フォワードクラッチ、  ＢＲ…リバースブレーキ。
【図１】
2005265019.tif 000003
【図２】
2005265019.tif 000004
【図３】
2005265019.tif 000005
【図４】
2005265019.tif 000006
【図５】
2005265019.tif 000007
【図６】
2005265019.tif 000008
【図７】
2005265019.tif 000009
【図８】
2005265019.tif 000010
【図９】
2005265019.tif 000011
【図１０ａ】
2005265019.tif 000012
【図１０ｂ】
2005265019.tif 000013
【図１０ｃ】
2005265019.tif 000014
【図１０ｄ】
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【図１１】
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【図１２】
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